Resistencia de salida sin parámetro SPICE lambda

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Tengo un espejo de corriente simple y estoy tratando de encontrar la resistencia de salida en OrCAD. En algún lugar que vi: $$ R_O = r_ {ds} = {1 \ over g_ {ds}} $$ Usando esta fórmula y el archivo de polarización SPICE, obtengo una resistencia de salida teórica de \ $ 22.17 k \ Omega \ $. Luego le di a mi salida una entrada de voltaje de CA de 1.5 V (la asignación solicitó este número específico, no estoy seguro de por qué), realicé un barrido de CA, medí la corriente de salida en 63.49 uA, dividí los dos y obtuve \ $ R_O = 23.625 k \ Omega \ $, muy cerca de mi valor teórico original. Sin embargo, cuando volví a revisar la ecuación, no pude encontrar la mencionada anteriormente, sino que encontré la siguiente: $$ R_O = r_O = {V_A \ over I_D} = {1 \ over \ lambda I_D} $ $

Lo cual está muy bien, excepto que mi archivo SPICE que estoy usando para mi MOSFET tiene LAMBDA igual a 0.

¿Cómo sé cómo SPICE / OrCAD está manejando la modulación temprana de voltaje / longitud de canal cuando no hay un parámetro para hacerlo?

Editar: Además, si el modelo SPICE no tiene un parámetro \ $ \ lambda \ $, ¿qué debo usar en mis cálculos manuales para estimar \ $ r_O \ $?

    
pregunta John Doe

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La definición real de \ $ g_ {ds} \ $ es

\ $ g_ {ds} = \ frac {\ partial i_ {ds}} {\ partial v_ {ds}} \ $

El valor de esto depende principalmente tanto del modelo que use (cambia con el parámetro "NIVEL" para los modelos mosfet) como de la región en la que se usa el mosfet (por ejemplo, triodo o saturación).

Para el modelo NIVEL = 1 , gds se calcula como

\ $ g_ {ds} = \ lambda \ cdot \ frac {\ beta} {2} (v_ {gs} -v_ {TH}) ^ 2 \ $ en saturación

Si usa este modelo, su fórmula (\ $ r_o = \ frac {1} {\ lambda I_D} \ $) debe coincidir con los resultados de la simulación. Si no es el caso, debe verificar que:

  • No hay otras conductancias conectadas al nodo (por ejemplo, una carga)
  • Comprueba que el transistor está en saturación. La fórmula no funciona para los transistores en la región del triodo (región lineal)
  • Es poco probable que exista la causa de su problema, pero también hay conductancias asociadas a las uniones PN de granel de drenaje y de granel de origen.

Para el modelo NIVEL = 2 , \ $ \ lambda \ $ significa algo diferente. Se modificará la corriente utilizando:

\ $ I_ {ds} = \ frac {I_ {ds}} {1- \ lambda v_ {ds}} \ $

Se calculará un parámetro \ $ \ lambda \ $ por defecto si es 0. Su fórmula ya no funcionará para este modelo.

Aunque son para HSpice , encontré una buena referencia para las principales ecuaciones del modelo por nivel aquí:

Ecuaciones y parámetros del modelo MOS Spice

Puede ver que ni siquiera todos los modelos implementan un parámetro "LAMBDA". Para los que lo hacen, el parámetro LAMBDA hará algo más dependiendo del parámetro LEVEL.

Para PSpice , espero que los NIVELES del 1 al 6 sean idénticos (fueron implementados por las personas de Berkeley, quienes crearon el original Spice). Los otros niveles de modelos de mosfet pueden diferir un poco, aunque la mayoría de los modelos regresan.

[EDITAR] Para responder a su segunda pregunta:

Para cálculos manuales , el que está utilizando es probablemente el más común. Es solo que necesitará encontrar \ $ \ lambda \ $ para el modelo su y si está usando algo que no sea un modelo mosfet de nivel 1, entonces el \ $ \ lambda \ $ está Buscar no será el parámetro LAMBDA del modelo.

Puede que no sea perfecto, pero es suficiente para todas las aplicaciones prácticas.

    
respondido por el Sven B

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